Неплавящийся электрод

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 764891(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(537 УДК 621. 791. .75(088,8) Дата опубликования описания 2609. 80(72) Авторы изобретеиия В. А. Косович, А. И. Маторин, А. С. Протасенко и В. С. Седых Волгоградский политехнический институт(54) НЕПЛАВящийСя ЭЛЕКтрОд Изобретение относится к сварочной технике, конкретно К конструкции неплавящихся электродов .для сварки пульсирующей(импульсной)дугой, враща ющейся в магнитном поле.Известны неплавящиеся электроды, представляющие собой вольфрамовые стержни и широко использующиеся, помимо обычной дуговой сварки, для 10 сварки импульсной дугой, а также дугой, вращающейся в магнитном поле 11 .однако, из-за неподвижности катод- ного пятна на вольфрамовом электроде- стержне наложение магнитного поля,отклоняя дугу, удлиняет ее и, в результате, снижает ее устойчивость. Относительно сварки импульсной дугой с использованием такого электрода следует отметить, что область ее применения ограничена необходимостью специального источника импульсов сварочного тока. Известны неплавящиеся электроды в виде полых цилиндров-трубок(вольфра мовых или охлаждаемых водой медных), применяющихся преимущественно для сварки дугой, вращающейся в магнитном поле и образующей при своем вращении плазменный цилиндр, опиралщийся 30 верхним основанием на торец трубчатого электрода, а нижним - на свариваемое изделие 21 .Однако применение таких электродов исключает возмо.кность управления тепловложением в свариваемое изделие путем наложения импульсов сварочного тока из-за сложности синхронизации подачи импульсов с частотой вращения дуги.Цель изобретения - повышение качества сварки с использованием новой конструкции неплавящегося электрода.Указанная цель достигается тем,что неплавящийся трубчатый электрод из вольфрама выполнен таким образом,что рабочий торец электрода имеет срез под углом 45-80 к продольной оси электрода. Из-за неперпендикулярности рабочего торца электрода к продольной оси расстояние между свариваемым изделием и торцом непостоянно при обходе по торцу. В результате длина дуги при ее вращении (при этом катодное пятно обегает торец электрода) периодически изменяется с частотой, равной скорости вращения дуги. С такой же частотой изменяется и величина тока764891 Формула изобретения дуги от максимальной, когда дуга замыкает кратчайшее расстояние между торцом электрода и изделием, до минимальной, когда длина дуги максимальна. Аналогично изменению тока изменяется и величина тепловложения в изделие. Ориентируя различным образом электрод (относительно оси шва), можно варьировать положением зоны максимального тепловложения:смещать ее к периферии шва или совмещать с его осью, что позволяет использовать разработанный электрод как для сварки тонколистового материала, так и для сварки разнородных материалов с различными теплофизическими свойствами. 15На чертеже представлена конструкция электрода.Электрод представляет собой полый цилиндр-трубку, изготовленную из вольфрама; рабочий торец электрода 20о имеет срез под углом 45-80, образованным плоскостью торца и продольной осью электрода.Величина угла среза рабочего торца электрода зависит от диаметра эле-ктрода-трубки. При использовании электродов-трубок сравнительно малых диаметров(2-5 мм) величина этого угла смещается в сторону больших его значений (из указанного диапазона), в электродах больших диаметров этот угол должен быть меньше. Например, рабочий торец электрода с внутренним ,диаметром 10 мм необходимо заточить так, чтобы угол между его плоскостью и продольной осью электрода составил И 60-80 . При уменьшении этого угла снижается устойчивость дуги из-за чрезмерной величины дугового промежутка в момент прохождения катодным пятном верхней относительно иэделия 4 О точки торца, при увеличении угла уменьшается положительный эффект изза снижения величины импульсов сва рочного тока. Предлагаемый электрод работает 4 следующим образом.Электрод устанавливается в горелке обычным способом. Дуговой разряд между электродом и свариваемым изделием возбуждается осциллятором или 0 замыканием электрода на графитовую пластину. При наложении на дуговой промежуток магнитного поля, создаваемого обычным способом(например с помощью соленоида, установленного на сопле горелки), дуга начинает вращаться, при этом ее катодное пятно (при сварке на постоянном токе и прямой полярности) обегает торец электрода с частотой, определяемой величиной тока дуги и напряженностью маг нитного поля. С такой же частотой изменяется длина дуги и, как следствие, величина сварочного тока, Аналогично изменяется и тепловложение в свариваемое иэделие: его величина 65 оказывается максимальной в зоне, со,ответствующей минимальной длине дугового промежутка. При симметричном (относительно оси шва) расположении электрода зона максимального тепло- вложения совпадает с продольной осью шва, при его повороте на 90 (вокруг продольной оси электрода) эта зона смешается от оси шва к его периферии. Необходимость в таком смещении возникает, например, при сварке разнородных металлов (с различными теплофизическими свойствами). При сварке однородных металлов предлагаемый электрод позволяет зону максимального проплавления.размещать на оси шва или смещать еек периферии.Таким образом, предлагаемый электрод позволяет совместить в одном процессе две разновидности дуговой сварки: сварку импульсной дугой и сварку дугой, вращающейся в магнитном поле, дает возможность использовать одновременно все достоинства указанных разновидностей сварки, обеспечивает управление величиной и расположением зоны максимального тепловложения и, в конечном итоге, повышает качество сварки.Предлагаемый электрод может быть применен во всех случаях автоматической дуговой сварки неплавящимся электродом, однако максимальный эффект будет получен при сварке тонколистового материала встык (без присадочного материала или с его подачей сбоку или по центру электрода) при сварке . разнородных материалов с различными теплофизическими свойствами,Технико-экон мическая эффективность внедрения предлагаемого электрода обусловлена повышением качества сварки благодаря большим возможностям(в сравнении с известными электродами) управления процессом тепловложения в свариваемое изделие. Неплавящийся электрод, преимущественно для сварки импульсной дугой, вращающейся в магнитном поле,выполненный в виде полого вольфрамового цилиндра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества сварки, рабочий торец электрода имеет срез под углом 45-80 о кпродольной оси электрода,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Леваков В. С. и др, Влияниепродольного магнитного поля на Электрическую дугу с неплавящимся вольфрамовым катодом.-"Сварочное производство", 1965, Р 10, с.9-12.2. Волчков Г. В. Особенности перемещения дуг в поперечном магнитномполе с неплавящимся электродом.-"Сварочное производство", 1973, Р 7,с. 26-28,113035 лиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 5 ТиГосударственнпо делам изобрМосква, (-35,аж 1160 Подписное го комитета СССРтений и открытийаушская наб., д. 4/5